非晶硅薄膜太阳能电池热模型的模拟与实验研究

为了研究柔性非晶硅薄膜太阳能电池(a-Si PV)在晴和多云天气下的温度值,基于能量守恒法建立了a-Si PV的光热模型,考察了各部分参数取值,编写了微分方程的求解程序,并设计研制了一套实验模型进行验证.实验结果表明:a-Si PV电池的温度受日照辐射强度的影响最为显著;安装角度和环境温度也在一定程度上影响a-Si PV的温度值;晴天时的温差大于多云天气下的温差.实测值与模拟值对比表明:该模型可以准确模拟PV温度在晴和多云天气下的变化;数值结果与实验结果最大差值为3.9°C,主要原因是多云天气日照辐射强度的波动性和PV材料热容引起的热响应时滞.建立的a-Si PV热模型考虑了主要的影响因素,可较为准确地得到在晴和多云天气下的温度变化.     

光强和温度对硅光伏电池输出特性的影响

实验研究了单晶及非晶硅光伏电池的输出特性随光强与温度的变化规律,结果表明:光强与温度对单晶(非晶)硅电池输出电流与电压的影响规律是相同的;光强对单晶(非晶)硅电流影响大,电流相对变化约60%(73%),对电压影响小,电压相对变化约1.8%(3.6%),而温度对电池电压影响大,对电流影响相对小;相比较单晶硅电池,光强或温度变化对非晶硅电池的输出影响更大,且相同的光强或温度条件下,单晶硅电池的填充因子和转换效率都优于非晶硅电池.电池填充因子与转换效率和光强与温度的关系,由电池串联电阻、并联电阻以及相应的焦耳损耗耦合影响.     

立井井壁温度变化规律实测研究

为掌握生产期间主井、副井和风井井壁温度的变化规律,开展了实测研究。结果表明:进风井内井壁温度随风流温度的变化而变化,主井和副井的全年温度变化量分别为21℃、22℃,可近似表示为以年为周期的正弦函数;出风井井壁全年温度变化量约2℃,可近似忽略。分析认为:因井壁受热伸长受到围岩的约束而产生的竖直附加力是导致井壁破裂的原因之一。因此,进行井壁安全监测时,进风井必须监测温度变化,而出风井可不必监测温度变化。     

基于平面裁切的三角形乙烯-四氟乙烯气枕成形试验及数值模拟

基于平面裁切的设计方法,制作了边长为2.5m的正三角形乙烯-四氟乙烯(ETFE)气枕模型,结合自动压力控制、三维摄影测量、激光测量等技术对ETFE气枕进行充气成形试验和测量分析.ETFE气枕经历了0~2kPa的充气加压,压力为2kPa、时间为24h的黏弹性徐变,放气至0kPa、时间为24h的徐变恢复等一体化流程.得到了各状态下的气枕内压值、上膜面整体形态和下膜面矢高值,并基于膜面形态计算出应力分布.通过与充气加压过程的几何非线性有限元分析结果进行比较分析,揭示了ETFE薄膜经历弹性变形、黏弹性徐变、徐变恢复等过程时的深刻力学性能与行为.试验结果验证了基于平面裁切的成形设计方法的可行性,对ETFE气枕结构的推广和应用具有较高价值.     

新型半导体薄膜材料的制备,结构和特性研究

主要介绍了研究所２０年来在新型薄膜半导体的制备、结构及特性研究方面所取得的成就,尤其是对非晶硅碳和非晶硅硅锗（α－ＳｉＣ：Ｈ和α－ＳｉＧｅ：Ｈ）薄膜、金刚石和类金刚石薄膜、立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）薄膜、β－Ｃ３Ｎ４薄膜和富勒烯薄膜的研究工作取得了重要成果,不少工作已达到国际先进水平,发表论文３００余篇。     

复合光伏阵列的优化匹配研究

为了提高光伏发电效率,降低独立光伏发电系统成本,将强光特性的单晶硅电池和弱光特性的非晶硅电池复合应用在发电系统中。通过对太阳电池的I-V特性分析,构建复合光伏阵列输出功率与辐照强度、温度之间的关系,通过辐射量、日照时数等气象参数对定容量的独立光伏发电系统进行了光伏复合组件的优化研究。     

氮化温度对ZnO薄膜结构特性的影响

采用螺旋波等离子体辅助射频磁控溅射技术,在蓝宝石(001)衬底上制备不同氮化温度的ZnO薄膜.结果表明,在200～600 ℃内, 不同的氮化温度对薄膜的表面形貌和晶格结构有显著影响.     

中厚板控制冷却系统中的实测温度处理方法

以中厚板轧后冷却过程控制系统的实测温度处理方法为研究对象,建立具有一定容错性的实测温度滤波处理方法,消除跟踪误差、测量误差等对模型计算精度的影响.在此基础上,利用最小二乘法对实测温度进行曲线拟合,控制模型以拟合结果作为衡量钢板纵向冷却均匀性判据,并进行相应的冷却规程设定和自学习计算.建立钢板纵向分样本控制的温度处理方法,利用线性插值计算获得钢板纵向各个样本的温度值,从而满足系统进行终冷温度和冷却速度高精度控制的需要.     

基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响

采用离子束溅法，在单晶Si（100）基片上制备CNx薄膜。研究了基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响。结果表明：随着基片温度的提高，薄膜生长致密，表面光滑；薄膜硬度逐渐提高，但温度升高到200℃后，硬度增加缓慢。同时，基片温度升高使薄膜中的N含量增加，促进C－N化合物结晶。X射线衍射结果证明在850℃时，薄膜中产生α－C3N4晶相。     

AOD炉冶炼过程中的双比色红外测温法

依据AOD炉冶炼过程中几种常规的温度检测方法,研究了一种以普朗克黑体辐射原理等为理论依据的新型在线测温技术——双比色红外测温法,并进行了实验验证及误差分析,结果表明该方法是可行的。     

影响实用化实时测温系统测温精度的若干因素

在介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上,着重讨论了反射辐射、探测器本身的辐射与环境温度、光路中选择性吸收气体的光谱吸收及除此之外的其他诸种因素对系统测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施.     

用比色法实时检测焊接温度场的计算机处理技术

设计了用比色法实时检测焊接温度场的传感器与计算机处理系统。为了得到宽范围温度场的全面信息，使用了三个不同的曝光时间对温度场不同范围的温度进行检测，详细描述了三个不同温度区域的计算机数据采集、处理以及它们之间的连接处理方法，最后得到了焊接温度场分布，从而可以得到等温线分布参数、焊接区域各点的热循环参数等，为焊接过程及焊接质量控制提供了新的方法。     

光照和退火对非晶硅场效应管特性的影响

氢化非晶硅（ａ－Ｓｉ：Ｈ）场效应晶体管（ＦＥＴ）的特性对环境因素较为敏感，光照、湿度和温度等都会对其产生影响。该文介绍光照和退火引起的氢化非晶硅场效应晶体管场效应特性的变化。长时间使用ＡＭＩ标准光源光照和３５０℃以上的温度退火都引起了样品场效应特性的较大变化，光照２ｈ使得样品开启电压从６Ｖ增大到１９Ｖ，场效应特性曲线向栅压较大的方向平移，而４７０℃的高温退火则使该样品的场效应特性曲线形状发生了极大的变化，栅电压的控制作用减弱。最后根据ａ－Ｓｉ：Ｈ的价键模型对此进行了讨论。     

The definition analyses of radiation temperature measurement area

In the research of primary spectrum pyrometry, this paper discussed the definition problem of radiation temperature measurement area based on the measurement coordinates. For the linear spectrum emissivity model and improved monotonic spectrum emissivity model, the characteristics of radiation temperature measurement area restricted by the measurement coordinates were theoretically analyzed, through the investigations of the temperature and emissivity coordinate axes. Choosing the specific primary spectrum pyrometer as an example in applications, the theoretical area of radiation temperature measurement of this pyrometer was given and it was verified through blackbody experiments. The discussions of this paper will provide the necessary foundation for the theory research development of primary spectrum pyrometry and the realization of technical applications.     

激光熔池温度场检测研究

基于斯蒂藩-玻耳兹曼定律,提出采用电荷耦合器件(CCD)检测熔池温度场的方案,研制了一套CCD检测温度场系统.该系统主要由CCD、光学系统和数据分析软件组成.采用BF1400黑体炉对系统进行了标定,拍摄了不同功率下的CO2激光熔池,经过专用软件分析,得到了激光熔池温度场分布.结果表明该项技术能够实时检测整个熔池表面温度场,属于非接触测量,对熔池温度场无干扰.     

单晶硅片温度的拉曼光谱测定

 提出测定单晶硅片温度的拉曼散射光谱法.选择硅的520cm^-1散射带进行观测,分别记录下它的stokes和anti-stokes散射分量的强度,计算得到了硅表面激光焦斑处的温度,多次测定结果甚为一致,表明非接触拉曼光谱测定温度可与硅晶体结构的拉曼光谱研究同时进行,拉曼光谱测温法具有一定的实用性和普遍意义.     

辐射测温区域的界定分析

文章讨论了谱色测温系统研究中,基于测温坐标系的辐射测温区域的界定问题。以线性发射率模型以及改进的单调发射率模型为基础,通过测温坐标系标尺的考察,分析了不同光谱发射率模型下的辐射测温坐标系所限定的辐射测温有效区域的规律特征;以实际应用中特定的谱色测温仪器为例,给出该仪器适用的辐射测温的理论区域,并用黑体实验进行了验证。